L'émissivité : Principes de base et exemples
Description de l'émissivité
L'émissivité est une mesure de la capacité d'un objet à émettre de l'énergie infrarouge par rapport à un corps noir parfait.
L'émissivité joue un rôle crucial dans diverses applications scientifiques et industrielles. Elle détermine l'efficacité avec laquelle une surface émet un rayonnement thermique, ce qui est essentiel pour les mesures de température et la gestion thermique.
Quels sont les facteurs qui influencent l'émissivité ?
Plusieurs facteurs influencent l'émissivité d'un objet, notamment la texture de la surface, la couleur et la composition du matériau. Les surfaces lisses et sombres ont généralement une émissivité plus élevée, ce qui les rend plus efficaces pour émettre des rayonnements infrarouges.
Mesure de l'émissivité
La mesure précise de l'émissivité est essentielle pour les outils tels que les thermomètres infrarouges. Ces appareils s'appuient sur les valeurs d'émissivité pour fournir des relevés de température précis en interprétant l'énergie infrarouge émise par les surfaces.
Applications de l'émissivité
L'émissivité est fondamentale dans des domaines tels que la météorologie, l'astronomie et la fabrication. La compréhension et le contrôle de l'émissivité permettent d'améliorer la régulation thermique et l'efficacité énergétique dans diverses technologies.
Thermomètres infrarouges
Les thermomètres infrarouges utilisent les paramètres d'émissivité pour mesurer avec précision les températures de surface sans contact direct. Le réglage de la valeur d'émissivité permet au thermomètre de prendre en compte les propriétés spécifiques du matériau de la surface cible.
Imagerie thermique
Les matériaux à forte émissivité apparaissent plus brillants sur les caméras thermiques, indiquant des températures plus élevées, tandis que les matériaux à faible émissivité peuvent nécessiter un étalonnage pour une interprétation correcte.
Valeurs d'émissivité des matériaux courants
L'émissivité est la capacité d'une surface à émettre un rayonnement thermique par rapport à celle d'un corps noir parfait (dont l'émissivité est de 1). Les valeurs d'émissivité sont comprises entre 0 et 1, 1 représentant une émission parfaite (corps noir) et 0 une absence d'émission. L'émissivité d'un matériau dépend de son état de surface, de sa température et de la longueur d'onde du rayonnement émis.
Voici un tableau des valeurs d'émissivité pour des matériaux courants :
|
Matériau |
Valeur d'émissivité |
|
Corps noir |
1.00 |
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Asphalte |
0.90 - 0.98 |
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Aluminium (poli) |
0.03 - 0.05 |
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Aluminium (oxydé) |
0.70 - 0.80 |
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Cuivre (poli) |
0.02 - 0.05 |
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Cuivre (oxydé) |
0.70 - 0.80 |
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Laiton |
0.40 - 0.60 |
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Acier (poli) |
0.10 - 0.20 |
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Acier (oxydé) |
0.60 - 0.70 |
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Fer (poli) |
0.10 - 0.20 |
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Fer (oxydé) |
0.60 - 0.80 |
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Or (poli) |
0.02 - 0.05 |
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Argent (poli) |
0.02 - 0.05 |
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Bois (peint) |
0.85 - 0.95 |
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Bois (non peint) |
0.90 - 0.95 |
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Béton |
0.80 - 0.90 |
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Brique |
0.80 - 0.90 |
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Verre (clair) |
0.85 - 0.95 |
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Verre (dépoli) |
0.70 - 0.90 |
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Téflon |
0.95 - 0.98 |
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PVC (plastique) |
0.85 - 0.90 |
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Caoutchouc (noir) |
0.90 - 0.95 |
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Papier |
0.85 - 0.95 |
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Glace |
0.97 - 0.98 |
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Neige |
0.80 - 0.90 |
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Eau |
0.90 - 0.95 |
Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce que l'émissivité en termes simples ?
L'émissivité mesure l'efficacité avec laquelle une surface émet un rayonnement thermique par rapport à un émetteur parfait, appelé corps noir.
Pourquoi l'émissivité est-elle importante pour les thermomètres infrarouges ?
Les paramètres d'émissivité garantissent des relevés de température précis en tenant compte des propriétés d'émission spécifiques des différents matériaux.
Les valeurs d'émissivité peuvent-elles changer avec le temps ?
Oui, des facteurs tels que l'oxydation de la surface, l'accumulation de saletés ou l'usure peuvent modifier l'émissivité d'un matériau.
Comment la texture de la surface affecte-t-elle l'émissivité ?
Les surfaces lisses ont généralement une émissivité plus faible, tandis que les surfaces rugueuses ou mates ont une émissivité plus élevée en raison de l'augmentation de la surface de rayonnement.
L'émissivité est-elle la même pour toutes les longueurs d'onde de l'infrarouge ?
L'émissivité peut varier en fonction des différentes longueurs d'onde, car les matériaux peuvent émettre différemment sur l'ensemble du spectre infrarouge.
